JPH0525236Y2 - - Google Patents

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JPH0525236Y2
JPH0525236Y2 JP1987079907U JP7990787U JPH0525236Y2 JP H0525236 Y2 JPH0525236 Y2 JP H0525236Y2 JP 1987079907 U JP1987079907 U JP 1987079907U JP 7990787 U JP7990787 U JP 7990787U JP H0525236 Y2 JPH0525236 Y2 JP H0525236Y2
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Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、２つの電極体をリード細線にて接続
した構造を有する絶縁物封止型半導体装置に関連
する。
従来の技術 第３図は、従来の樹脂封止型ハイブリツドIC
の平面図を示す。なお、図中の斜線は電極体と他
を区別するために電極体に付したものである。こ
のハイブリツドICは、15本の外部電極体１ａ〜
１５ａと、外部電極体１ａ〜１５ａの延長部とし
て設けられた配線電極体１ｂ〜１５ｂと、配線電
極体２ｂ，４ｂ，９ｂ，１３ｂ及び１５ｂに続く
大面積部として設けられた支持電極体２ｃ，４
ｃ，９ｃ，１３ｃ及び１５ｃとから成る電極体１
〜１５を有する。配線電極体１ｂ〜１５ｂ及び支
持電極体２ｃ，４ｃ，９ｃ，１３ｃ及び１５ｃ
は、点線で示す樹脂封止体１６で封止され、外部
電極体１ａ〜１５ａは、樹脂封止体１６から外側
に導出される。外部電極体１ａ〜１５ａは、約２
mmピツチで並列するように設けられ、導出側で幅
広、先端で幅狭の形状を有する。支持電極体９ｃ
には、モノリシツクICチツプ１７がPb−Sn系半
田（図示せず）により固着される。支持電極体２
ｃ，４ｃ，１３ｃ及び１５ｃには、パワートラン
ジスタチツプ１８〜２１が同じくPb−Sn系半田
（図示せず）により固着される。図示しないが、
モノリシツクICチツプ１７の上面には、アルミ
ニウムから成る多数の電極（ボンデイングパツ
ド）が形成されている。また、モノリシツクIC
チツプ１７は、シリコン樹脂より成る保護樹脂に
よつて被覆されるが、この保護樹脂の図示を省略
する。パワートランジスタチツプ１８〜２１の上
面には図示しないがアルミニウムから成るエミツ
タ電極及びベース電極が形成され、下面には全面
にニツケルから成るコレクタ電極が形成されてい
る。パワートランジスタチツプ１８〜２１も、図
示しないがシリコン樹脂より成る保護樹脂によつ
て被覆される。
パワートランジスタチツプ１８〜２１の各々の
エミツタ電極は、電流容量を十分に確保するた
め、それぞれ２本のリード細線２２により配線電
極体１ｂに接続される。また、パワートランジス
タチツプ１８〜２１の各々のベース電極は、それ
ぞれ１本のリード細線２３により配線電極体３
ｂ，５ｂ，１２ｂ及び１４ｂに接続される。
モノリシツクICチツプ１７上の10個の電極は、
それぞれ１本のリード細線２４により配線電極体
３ｂ，５ｂ〜８ｂ、１０ｂ〜１２ｂ、１４ｂ及び
支持電極体９ｃに接続される。リード細線２２〜
２４は、約30μmの直径を有する金Au又は金合金
から成る細線である。
電極体１〜１５から成るリードフレームは板状
銅材をプレス成形することで得られる。板状銅材
の表面にはニツケルメツキが施されている。ま
た、モノリシツクICチツプ１７及びパワートラ
ンジスタチツプ１８〜２１が固着される部分、及
びリード細線２２〜２４が接続される部分には、
ニツケルメツキの上に部分的に銀メツキが施され
ている。なお、１素子分のリードフレームを図示
しているが、実際の製造では多数の素子分が並列
した多数個取りリードフレームが使用される。ま
た、ハイブリツドICとして完成した状態のリー
ドフレームを図示しているが、もともとは電極体
１〜１５を一体化する連結細条部分を有するリー
ドフレームである。
次に、リード細線の接続方法を第５図について
説明する。
まず、第５図Ａに示すように、ワイヤボンダの
パイプ状のキヤピラリ５０の中心孔５１からリー
ド細線５２を送り出し、電気スパーク又は水素炎
等でリード細線５２の先端部にボール５３を形成
する。ボール５３の直径は、リード細線５２の直
径の２〜３倍程度である。
次に、第５図Ｂに示すように、第一の電極体５
４にボール５３をキヤピラリ５０の先端で押し付
け第一のボンデイングを行う。この際、第一の電
極体５４は200〜250℃に予め加熱されている。ま
た、キヤピラリ５０には、リード細線５２の接続
方向と直角な矢印５５で示す方向への超音波振動
が加えられている。これにより、第一の電極体５
４にリード細線５２が釘頭状に接続された第一の
ボンデイング部５２ａが形成される。
続いて、第５図Ｃに示すように、キヤピラリ５
０を上昇して大きく引き回すようにして、リード
細線５２を繰り出しながら第二の電極体５６に向
かつてキヤピラリ５０を移動する。
その後、第５図Ｄに示すように、第二の電極体
５６に第二のボンデイングを行う。即ち、第二の
電極体５６は前述と同様に200〜250℃に予め加熱
され、キヤピラリ５０には前述と同様の超音波振
動が加えられている。この状態で、第二の電極体
５６に対し径方向にリード細線５２を押圧するこ
とにより、リード細線５２と第二の電極体５６と
が接続され、第二のボンデイング部５２ｂが形成
される。なお、第５図Ｂ，Ｄの工程を電極体の加
熱のみによる熱圧着法又は超音波振動による加熱
のみの超音波法等で行つてもよい。
最終的には、第５図Ｅのように、リード細線５
２を繰り出しながらキヤピラリ５０を上昇した
後、リード細線５２を上方に引いてリード細線５
２を切断する。狭義には、第一のボンデイングを
ネイルヘツドボンデイング、第二のボンデイング
をステイツチボンデイングと呼称するが、ここで
はそれら２つを総称してネイルヘツドボンデイン
グ法とする。第５図Ｄに示すように、第一のボン
デイング側では、第一の電極体に対するリード細
線５２の角度αは直角に近いものとなり、上を跨
るリード細線５２と第一の電極体との距離は長く
なる。一方、第二のボンデイング側では、リード
細線５２の第二の電極体に対する角度θは鋭角と
なり、上を跨るリード細線５２と第二の電極体と
の距離は短くなる。
考案が解決しようとする問題点 従来ではリード細線の垂下により配線電極体に
リード細線が接触し、短絡不良の原因となつてい
た。即ち、第３図のＢ部を拡大して示す第４図に
例示するように、配線電極体１４ｂを跨いでリー
ド細線２２が接続されている。半導体装置の高集
積化の要求により配線が一層複雑化する傾向にあ
る。このため配線電極体を跨ぐ接続を行わなけれ
ばならないことが多い。
ところで、第一の電極体であるパワートランジ
スタチツプ２０上のエミツタ電極と第二の電極体
である配線電極体１ｂとの間に形成された配線電
極体１４ｂは、リード細線２２に対しては非接続
配線体となつている。このため、リード細線２２
はワイヤボンデイングの際に大きく弧を描くよう
に接続して、リード細線２２と配線電極体１４ｂ
との間の距離をできるだけ取るようにしている。
リード細線２２は、前述のネイルヘツドボンデイ
ング法により、第一のボンデイング部ではパワー
トランジスタチツプ２０に接続され、第二のボン
デイング部では配線電極体１ｂに接続されてい
る。また、第一のボンデイング部は第二のボンデ
イング部よりおよそパワートランジスタチツプ２
０の厚さ分だけ高い位置となつている。このた
め、配線電極体１４ｂは、支持電極体１３ｃ側で
はリード細線２２との距離が長くなるが、配線電
極体１ｂ側ではリード細線２２との距離が短くな
る。
通常使用される直径約30μmの金製のリード細
線は細くかつ柔らかいため、十分な強度を期待で
きないのが実情である。例えば、第一の電極体と
第二の電極体とを接続する金製のリード細線は、
トランスフアモールド時の樹脂注入圧力や自重等
により懸垂状に垂下するループタレを発生するこ
とがあつた。通常、直径が25〜30μmの金製のリ
ード細線では、接続距離Ｌは３mmが限界とされ
る。接続距離Ｌが３mmを越えると、自重によりル
ープタレが発生する。実際には、トランスフアモ
ールド時の樹脂注入圧力を考慮しなければならな
いから、実用的な接続距離Ｌの長さは更に短くな
る。接続距離Ｌを短くするには非接続配線体の幅
を細くすることが考えられる。しかし、リードフ
レームの機械的強度が弱まる等の制約により、あ
まり細くすることはできない。よつて、第４図の
例では接続距離Ｌ＝3.3mmと長くなり、ループタ
レが問題になり易い状態にある。
また、第３図に示すように、リード細線２２の
第二のボンデイング部である配線電極体１ｂは樹
脂封止体１６の側面に位置し、前後側面に設けら
れた樹脂注入孔２５から封止樹脂が注入される。
このため、樹脂注入孔２５の近傍に位置する４カ
所のリード細線２２は、樹脂の注入圧力の影響を
受けて特にループタレが生じ易い。
従つて、これらの要因が重なつて配線電極体３
ｂ，１４ｂの配線電極体１ｂ側でリード細線２２
が接触する事故が発生し、製造歩留を低下させる
一因となつていた。
ループタレによる短絡不良を防止する策として
は、例えば、リード細線の直径を大きくして強度
を増加することによりループタレを防止する方法
も考えられるが、金が高価であること等から、実
用に適さない。また、第一の電極体又は第二の電
極体のうち少なくとも一方を一定の高さだけ高く
する段差加工を行う方法も考えられる。しかし、
段差のあるリードフレームであるがためにリード
フレームの取扱いが煩雑化して生産性が低下し、
特にボンデイング時のリードフレームの支持構造
が非平面構造となつて複雑化する欠点がある。
上記の問題を解決するための手段として、例え
ば特公昭56−21264号公報に示されるように、リ
ードフレーム上でリード細線が接触し易い部分を
樹脂等により被覆する方法が公知である。しか
し、この方法では、被覆を形成するための粘液状
の樹脂がリードフレームの裏面へ回り込む事故が
多発した。このように樹脂が裏面へ回り込むと、
リードフレームの裏面の平面性が損なわれ、リー
ドフレームの搬送等に支障を来し、後工程が煩雑
化した。
本考案は、上記欠点を解消し、後工程を煩雑化
することなく、リード細線の垂下による電気的短
絡を防止した絶縁物封止型半導体装置を提供する
ことを目的とする。
問題点を解決するための手段 本考案の絶縁物封止型半導体装置は、第一の電
極体と第二の電極体との間にリードフレームの一
部である第三の電極体が介在し、該第三の電極体
を跨いでリード細線が前記第一の電極体と第二の
電極体を接続しており、前記第三の電極体の上方
から見て前記リード細線と前記第三の電極体が交
差する近傍において、前記第三の電極体の両縁部
には前記第三の電極体の厚み方向にかつ前記第三
の電極体の一方の主面から前記リード細線側へ突
出する一対の突出部が形成され、前記リード細線
の直下においてかつ前記一対の突出部間におい
て、前記一方の主面上に供給された液状の絶縁物
が前記一方の主面上で個化することによつて得ら
れた絶縁物層が形成されている構造を有する。
作 用 第三の電極体の一方の主面上に形成した絶縁物
層は、一対の突出部の間に形成される。このた
め、絶縁物が第三の電極体の主面から裏面に回り
込むことがない。また絶縁層を十分な高さを有す
るように形成することができる。
実施例 以下、本考案の実施例を第１図及び第２図につ
いて説明する。これらの図面では、第３図及び第
４図に示す部分と同一の箇所には同一符号を付し
説明を省略する。
第２図は、本考案の絶縁物封止型半導体装置の
一実施例を示すハイブリツドICの平面図である。
第１図Ａは第２図のリード細線２２の近傍Ａを拡
大して示す断面図、第１図Ｂは平面図である。以
下、第２図のＡ部について説明するが、リード細
線２２が配線電極体３ｂを跨ぐ部分についても同
様である。
第１図に示すように、リード細線２２に対して
非接続である配線電極体１４ｂの上方を跨いで、
パワートランジスタチツプ２０のエミツタ電極と
配線電極体１ｂとの間に２本のリード細線２２が
接続されている。第１図に示すリード細線２２
は、パワートランジスタチツプ２０のエミツタ電
極と配線電極体１ｂに熱圧着法と超音波法とを併
用するネイルヘツドボンデイング法により接続さ
れ、パワートランジスタチツプ２０のエミツタ電
極に接続された第一のボンデイング部２２ａと配
線電極体１ｂに接続された第二のボンデイング部
２２ｂとを有する。この場合、パワートランジス
タチツプ２０のエミツタ電極は第一の電極体とな
り、配線電極体１ｂは第二の電極体となり、配線
電極体１４ｂが第三の電極体となる。ここで、配
線電極体１４ｂの両縁部に突出部２６が形成され
ると共に、リード細線２２の下方の配線電極体１
４ｂに絶縁物層２７が形成された点が従来と異な
る。なお、簡略化のため、第２図には突出部２６
を図示しない。
第２図に示す電極体は一枚の板状銅材からプレ
ス成形することで得られる。突出部２６は、この
プレス成形時に成形型の打ち抜きによつて打ち抜
かれる板の縁部にカエリとして突出したものであ
る。即ち、打ち抜き方向を通常の方向とは逆にし
てカエリを上方に突出させ、かつカエリを除去す
る加工をしないでカエリを残存させている。従つ
て、突出部２６（カエリ）は外部電極体１ａ，１
５ａ、配線電極体１ｂ〜１５ｂ及び支持電極体２
ｃ，４ｃ，９ｃ，１３ｃ，１５ｃ、のすべての縁
部に同時に形成される。突出部２６は、第三の電
極体である配線電極体１４ｂの上方から見てリー
ド細線２２と交差する配線電極体１４ｂの両側面
１４b1及び１４b2において配線電極体１４ｂの厚
み方向にかつその一方の主面１４b3からリード細
線２２側へ突出するように形成される。突出部２
６は、主面１４b3よりほぼ30μm突出している。
また、絶縁物層２７は、リード細線２２の直下に
おいてかつ両縁部に形成された一対の突出部２６
間において主面１４b3上に形成される。この絶縁
物層２７は、例えばエポキシ系樹脂から成る粘液
状の絶縁材を配線電極体１４ｂに滴下しかつ固化
することにより形成される。なお、絶縁物層２７
は、主面１４b3よりほぼ330μmの高さを有する。
絶縁物層２７はリード細線２２を接続する前に予
め形成するかあるいはリード細線２２の接続後に
形成することができる。
配線電極体１４ｂの両側面１４b1及び１４b2に
形成された突出部２６のため、絶縁物層２７を形
成する液状樹脂を主面１４b3上に塗布したとき、
主面１４b3上から溢れて配線電極体１４ｂの裏面
へ回り込むことを防止できる。これにより、樹脂
の回り込みに伴う不良を防止でき、製造歩留まり
を向上させることができる。また、突出部２６に
より絶縁物層２７を構成する樹脂の量を増加でき
るので、リード細線２２を支持するために十分な
高さに絶縁物層２７を形成することができる。従
つて、リード細線２２が封止樹脂の注入圧力を受
けて大きく垂下しても、絶縁物層２７はリード細
線２２と配線電極体１４ｂとの間に十分な間隔を
おいてリード細線２２を支持する。従つて、上述
のように突出部２６及び絶縁物層２７の高さをそ
れぞれ30μm、330μmとしたとき、リード細線２
２と配線電極体１４ｂとの距離はほぼ300μmを有
する。リード細線２２の配線電極体１４ｂへの接
触を防止でき、電気的短絡不良を完全に回避する
ことができる。
第１図に示すように、支持電極体１３ｃには半
田２８を介してパワートランジスタチツプ２０が
固着されている。ここで、本実施例では支持電極
体１３ｃの縁部にも突出部２６が形成されてお
り、パワートランジスタチツプ２０は支持電極体
１３ｃの突出部２６が形成された主面１３c1に固
着されている。パワートランジスタチツプ２０の
上面はリード細線２２の接続後にシリコン樹脂等
の保護樹脂２９により被覆される。この際、突出
部２６は液状樹脂として滴下される保護樹脂２９
が支持電極体１３ｃの裏側へ回り込むことを阻止
する。従つて、後工程の煩雑化を防止できると共
に、必要かつ十分な量の保護樹脂２９を主面１３
c1上に塗布することにができる。このためパワー
トランジスタチツプ２０を十分に被覆して保護を
強化することができる。
半田付時に溶融する半田２８も、突出部２６が
存在するために支持電極体１３ｃの主面１３c1か
ら流れ出すことはない。このためパワートランジ
スタチツプ２０を適量の半田２８により固着する
ことができ、半田付け不良に伴う特性劣化等の不
良を防止することができる。
本実施例では、突出部２６はリードフレームを
形成するための一連のプレス成形時にリードフレ
ームのカエリとして形成されるので、突出部２６
の形成のため異種の新たな工程を付加する必要が
ないから、生産効率を低下することはない。
本考案の上記実施例は種々の変更が可能であ
る。例えば、リード細線がパワートランジスタチ
ツプ等の半導体チツプと配線電極体とを接続して
いる場合に限られない。即ち、第一の電極体と第
二の電極体は、リードフレーム、リードフレーム
に固着された回路基板上に形成された電極、リー
ドフレームやプリント基板上に固着された半導体
チツプ等の電子素子の電極等、種々の電極が対象
となる。
絶縁物層２７はパワートランジスタチツプ２０
を被覆する保護樹脂２９と同一のシリコン樹脂等
を使用してもよい。この場合パワートランジスタ
チツプ２０への保護樹脂２９の塗布と同一の工程
内にて絶縁物層２７を形成できるから絶縁物層２
７を形成するために新たな工程を増加する必要も
なく、生産効率を低下しない点で有利である。
実施例においては、突出部をリードフレームの
カエリとしたが、リードフレーム形成のための一
連のプレス加工時にコイニング等により突出部を
形成してもよい。
リード細線が金又は金合金から成る細線である
場合にリード細線の垂下が問題になり易いが、リ
ード細線が銅線等であつても本考案は有効であ
る。
考案の効果 本考案では、一対の突出部を第三の電極体の両
縁部に形成すると共に、これらの突出部の間に絶
縁物層を形成したので、リード細線が何らかの理
由により大幅に垂下しても絶縁物層によつてリー
ド細線が支持され、リード細線のリードフレーム
への接触を阻止することができ、短絡不良を完全
に防止することができる。また、突出部により安
定かつ良好な絶縁物層が得られるため、絶縁物層
の形成に伴う後工程の煩雑化や不良の発生を招く
ことはない。従つて、生産効率を低下することな
く、かつ極めて経済的に目的（短絡防止）を達成
することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図及び第２図は本考案の実施例であるハイ
ブリツドICを示すもので、第１図Ａは第２図の
一部を拡大して示す断面図、第１図Ｂはこの平面
図、第２図は本考案を適用したハイブリツドIC
の平面図である。第３図及び第４図は従来のハイ
ブリツドICを示すもので、第３図は平面図、第
４図は第３図の一部を拡大して示す斜視図であ
る。第５図はネイルヘツドボンデイング法による
リード細線の接続方法を示す工程図であり、第５
図Ａはリード細線の先端部にボールを形成する状
態、第５図Ｂは第一の電極体に第一のボンデイン
グ部を形成する状態、第５図Ｃはキヤピラリを移
動する状態、第５図Ｄは第二の電極体に第二のボ
ンデイング部を形成する状態、第５図Ｅはリード
細線を切断する状態を示す。 １ｂ……配線電極体（第二の電極体）、１３ｃ
……支持電極体、１４ｂ……配線電極体（第三の
電極体）、２０……パワートランジスタチツプ
（エミツタ電極は第一の電極体である）、２２……
リード細線、２６……突出部、２７……絶縁物
層。

Claims (1)

  1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 第一の電極体と第二の電極体との間にリード
    フレームの一部である第三の電極体が介在し、
    該第三の電極体を跨いでリード細線が前記第一
    の電極体と第二の電極体を接続しており、前記
    第三の電極体の上方から見て前記リード細線と
    前記第三の電極体が交差する近傍において、前
    記第三の電極体の両縁部には前記第三の電極体
    の厚み方向にかつ前記第三の電極体の一方の主
    面から前記リード細線側へ突出する一対の突出
    部が形成され、前記リード細線の直下において
    かつ前記一対の突出部間において、前記一方の
    主面上に供給された液状の絶縁物が前記一方の
    主面上で個化することによつて得られた絶縁物
    層が形成されていることを特徴とする絶縁物封
    止型半導体装置。 (2) 前記突出部は、リードフレームの一連のプレ
    ス成形工程中に打ち抜き加工により形成された
    カエリである実用新案登録請求の範囲第１項記
    載の絶縁物封止型半導体装置。 (3) 前記第一の電極体と前記第二の電極体は、リ
    ードフレーム、該リードフレームに固着された
    回路基板上に形成された電極又は前記リードフ
    レーム若しくは前記回路基板上に固着された半
    導体チツプ等の電子素子の電極である実用新案
    登録請求の範囲第１項記載の絶縁物封止型半導
    体装置。
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